浅谈水资源配置工程BIM+GIS实施应用

王佐奇，曾凡杜，李祚全

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙410004）

1 工程概况

珠江三角洲水资源配置工程是国务院批准的《珠江流域综合规划（2012—2030年）》提出的重要水资源配置工程，也是国务院要求加快建设的全国172项节水供水重大水利工程之一。工程由输水干线、深圳分干线、东莞分干线和南沙支线组成，输水线路总长度113.2 km。实施该工程可有效解决受水区的缺水矛盾，提高供水安全性和应急备用保障能力，适当改善东江下游河道枯水期生态环境流量，对维护广州市南沙区、深圳及东莞市供水安全和经济社会可持续发展具有重要作用。

珠江三角洲水资源配置工程土建施工A4标起点为佛山市顺德区勒流街道的LG05#工作井，线路向东布置，在龙洲公路南、北侧各布置一条输水隧洞，穿过佛江高速南水立交，并在伦教街道仕版村附近设置顺德应急分水口，线路向东南从下穿广州绕城高速，至LG08#工作井。

2 技术路线与目标

1）通过参数化建模和倾斜摄影形成BIM+GIS基础模型，基于模型轻量化技术和C/S架构研发BIM+GIS支撑平台，作为可视化应用和多源施工信息的载体。

2）通过UBW、自动化监测、高清视频监控等物联网技术手段布署智慧工地监控系统，实现对施工数据的自动采集与传输。

3）通过编码体系将施工数据、管理行为与BIM模型进行关联与融合，搭建基于BIM+GIS的智慧工地集成平台，实现施工全过程可视化动态监管。

3 施工BIM编码体系

为保证施工过程中的项目管理行为和智慧工地系统自动采集数据与BIM模型一一对应、自动关联，项目BIM团队制定了一套涵盖进度、质量、安全、成本的项目管理全要素信息编码库。

BIM模型编码以模型构件为对象，按不同专业归类，同时考虑施工区段和流水作业划分，细分到单元工程，为构件级的精细化管理奠定基础。见图1。

图1 施工BIM编码体系

4 BIM+GIS基础模型

为实现不同专业间的协作，提高操作效率，BIM团队首先确定建模规则，统一建模基准，设置共享参数。然后根据建模规则与统一编码体系建立构件属性信息完备的土建工程、机电工程、预埋件和场地布置BIM模型。见图2。

图2 工作井BIM基础模型

同时收集地理信息，附加施工区域外扩200 m倾斜摄影数据，形成输水工程全线GIS模型，定期更新。见图3。

图3 输水工程GIS模型

5 基于BIM+GIS的智慧平台

针对工程特点，部署BIM+GIS实施，包括监控中心、空间人员定位、智能门禁、全景视频监控、施工智能用电监测、环境监测、盾构监控、龙门吊监测、搅拌站监测、车辆进出管理、运输车辆监测管理、试验室监控等13项子系统，对施工全过程进行全方位的监控与信息采集。

本文重点介绍其中的工作井人员定位实施方法。

建设工程洞内及室外一体化无线网络定位系统，地面工程采用智能安全帽做人员区域定位，地下隧洞工程（暂定关键线路区段）采用UWB精准定位，实时精准定位、管理。

建立工作井洞内及室外一体化无线网络定位系统，地面工程采用智能安全帽实现人员区域定位，通过BIM平台实时掌握工人所在工作区域信息；地下隧洞工程（暂定关键线路区段）采用UWB精准定位，通过BIM平台实时掌握人员精准定位信息。要求定位软件的数据集成到BIM智慧工程平台，实现对地下工程的台车、电瓶车、施工设备及人员、进行定位管理，实时定位、轨迹跟踪等功能。见图4。

图4 基于BIM的工作井人员定位系统

UWB方案通过地面设备连接4G信号后，能够通过定位设备与设备之间形成自组网络，给地下定位设备提供传输信号，实现人员定位信息与BIM平台之间的数据传感。部署过程不需要依靠外部网络设备（如AP、网线）来提供网络运行环境（达到全程无线），且定位基站天线内置，减少对施工的影响。

基于BIM的人员定位系统特点：

1）唯一ID识别。人员、车辆、工程机械安装佩戴微型标签（区域定位为智能安全帽），在此定位物联网每个标签都有唯一ID。定位标签具备一键报警功能。数据与BIM模型、BIM平台关联。

2）全局位置显示。监控室可实时显示数万个标签的实时定位。

3）实时轨迹跟踪。场内的人员、车辆、工程机械的活动位置可以以轨迹的形式显示，方便进行人员管理，对危险行为及时进行控制。活动位置和轨迹可以通过BIM平台展现。

4）历史数据回放。系统存储历史位置数据，可回访查看关键时间人员的动态情况。

5）电子围栏报警。软件轻松划定安全区电子围栏，警报区和禁区电子围栏，进入便触发相应级别的报警。电子围栏基于BIM模型划分，实现虚拟监控。

6 结语

珠江三角洲水资源配置工程基于BIM+GIS的实施方案已全面铺开，已完成编码体系建立、精准建模、BIM+GIS支撑平台的研发及上线、智慧工地物联网系统的部署，智慧工地信息门户也已研发并上线。目前已实现施工数据的自动化收集、施工过程全要素管理，获得了建设单位和监理的充分认可。下一步将在已有成果的基础上，继续开展数据挖掘、施工态势分析、智能预警等工作，为打造新时代生态智慧水利工程赋能。